高压变频器频繁发生故障原因分析.pdf
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1、中文科技期刊数据库(全文版)工程技术 29 高压变频器频繁发生故障原因分析 陈远航 覃梓峰 广西华昇新材料有限公司,广西 防城港 538001 摘要:摘要:随着国家对节能环保要求的进一步提高,加上高压变频器调速范围宽、调速精度高,起、制动平稳、可实现无级调速等优点,越来越多的企业将风机及水泵等大功率重要设备设计为变频驱动电机,以达到节能降耗的目的。该企业的原料、溶出和分解工序等流程的 28 台重要泵类设备采用 ABB AC580MV 系列 10kV 高压变频器进行启、停和调速控制。在实际应用过程中,变频器出现了较多故障,不但更换元器件费用较高,更严重的是变频器出现故障造成设备停机,影响生产的正
2、常进行,给企业造成较大的经济损失。本文针对该企业高压变频器通讯丢失故障频发的问题,进行原因分析,并采取了整改措施,解决了通讯丢失的问题,对于变频器故障分析具有一定的借鉴和参考意义。关键词:关键词:变频器;通讯丢失;故障;措施 中图分类号:中图分类号:TH165 0 引言 本文旨在对 ABB 高压变频器频繁出现通讯丢失造成变频器跳闸的故障,通过查找、分析原因,并制定相应的对策,排除了故障,保证设备稳定运行和生产工艺有序进行。1 变频器简单介绍 1.1 系统概述 传动由以下部件组成:带多个二次绕组的集成输入变压器(TRU),以级联 H 桥接技术连接的功率模块(INU),基于 BCU-02 控制单元
3、的控制系统。传动需要两个独立的电源:通过集成输入变压器为功率模块供电的主 MV 电源,为控制和散热设备供电的辅助电源。图 1 系统概述及原理图 1.2 变频器功能和硬件说明 变频器采用空气冷却,是一款通用变频器,用于控制标准感应电机。它在不同行业中用于多种用途,电压为 6 kV 和 10 kV,功率范围为 200 至 5600 kW。该传动的特性有:集成式多绕组输入变压器,模块化电力电子器件,30/48 脉冲二极管整流器输入,无额外的除尘要求,多电平输出电压,电机电缆标准长度长达 600 m。其硬件功能见图 2。图 2 变频器功能和硬件说明 1.3 控制系统和接口介绍 图 3 控制系统块图 中
4、文科技期刊数据库(全文版)工程技术 30(1)BCU(通过光纤链路控制传动、逆变器和变流器的控制单元)是传动控制系统的主要组件,用于执行通用变频,电机控制和闭环控制功能。主要内部控制设备和连接客户设备的周边输入和输出接口通过光纤和硬线连接 I/O 与 BCU 通信。BCU 是用于通过光纤链路控制变频器、逆变器和变频器的控制单元。BCU 包含集成式分流设备功能,用于从变频器模块收集和存储实时数据,以帮助进行故障跟踪和分析。数据存储在SD卡(数据日志存储装置)中。(2)控制集线器提供逆变器装置和控制舱之间的接口。其中包括逆变器控制,以及来自逆变器机柜的监测信号。(3)DDCS(分布式传动控制系统,
5、是一种用光纤传输数据的串行通信协议的缩写)通信通道用于通过控制集线器向功率模块中的 PEBB 控制板进行高速数据传输。内部和外部的模拟和二进制 I/O 信号通过AC500I/O 控制器连接到 BCU。I/O 控制器和 BCU 通过现场总线链路进行通信。模拟测量信号(即电源和电机电压和电流)通过CVMI2 板传输到 BCU。控制块详情见图 3。功率单元通过光纤与控制集线器通讯,控制集线器通过光纤与 BCU 控制单元通讯,BCU 控制单元再通过光纤等方式与上级高层控制系统(如中控的 DCS)通讯。2 发生故障的现象分析 2.1 故障发生时间及报警信息 从 2021 年 1 月份开始,出现了 18
6、次因变频器Control hub 与 PEFF 通讯丢失(代码:7538,下同)故障,造成运行的设备跳闸。故障记录见表 1。2.2 故障现象分析 表 1 变频器通讯故障统计表 序号 设备名称 故障时间 故障代码 故障描述 故障单元 造成的结果 备注 1 溶出 1#矿浆泵 2021.1.18 7538 Control hub 与PEBB 通讯丢失 B3 运行中跳停 故障复位后即可启动运行 2 溶出 4#喂料泵 2021.1.22 7538 Control hub 与PEBB 通讯丢失 A1 运行中跳停 故障复位后即可启动运行 3 溶出 8#喂料泵 2022.1.13 7538 Control h
7、ub 与PEBB 通讯丢失 C8 运行中跳停 故障复位后即可启动运行 4 I 溶出出料 B 泵 2022.2.1 7538 Control hub 与PEBB 通讯丢失 B5 运行中跳停 故障复位后即可启动运行 5 原料 1#中间泵 2022.2.25 7538 Control hub 与PEBB 通讯丢失 C5 运行中跳停 故障复位后即可启动运行 6 溶出 8#喂料泵 2022.3.8 7538 Control hub 与PEBB 通讯丢失 C4 运行中跳停 故障复位后即可启动运行 7 原料 2#中间泵 2022.5.24 7538 Control hub 与PEBB 通讯丢失 B6 运行中
8、跳停 故障复位后即可启动运行 8 溶出 3#喂料泵 2022.7.22 7538 Control hub 与PEBB 通讯丢失 A4 运行中跳停 故障复位后即可启动运行 9 溶出 8#喂料泵 2023.1.4 7538 Control hub 与PEBB 通讯丢失 B2 运行中跳停 故障复位后即可启动运行 10 分解 1#立盘喂料泵 2023.1.14 7538 Control hub 与PEBB 通讯丢失 A8 运行中跳停 故障复位后即可启动运行 11 分解 4#立盘喂料泵 2023.1.16 7538 Control hub 与PEBB 通讯丢失 A8 运行中跳停 故障复位后即可启动运行
9、12 I 溶出出料 B 泵 2023.1.20 7538 Control hub 与PEBB 通讯丢失 C3 运行中跳停 故障复位后即可启动运行 13 溶出 8#喂料泵 2023.1.28 7538 Control hub 与PEBB 通讯丢失 C8 运行中跳停 故障复位后即可启动运行 14 分解 4#立盘喂料泵 2023.1.25 7538 Control hub 与PEBB 通讯丢失 A8 运行中跳停 故障复位后即可启动运行 15 溶出 5#喂料泵 2023.1.31 7538 Control hub 与PEBB 通讯丢失 A2 运行中跳停 故障复位后即可启动运行 16 2#立盘喂料泵 2
10、023.2.3 7538 Control hub 与PEBB 通讯丢失 B5 运行中跳停 故障复位后即可启动运行 17 6#立盘喂料泵 2023.2.17 7538 Control hub 与PEBB 通讯丢失 C8 运行中跳停 故障复位后即可启动运行 18 2#立盘喂料泵 2023.2.17 7538 Control hub 与PEBB 通讯丢失 B8 运行中跳停 故障复位后即可启动运行 中文科技期刊数据库(全文版)工程技术 31 从 2021 年 1 月份开始,出现了 2 次因变频器Control hub 与 PEFF 通讯丢失故障,造成运行的设备跳闸,电气运行人员到变频器室将故障复位后,
11、设备马上启动投入运行,因为当时没有满负荷生产,对生产影响较小,没有深究故障原因。但满负荷生产后,2022 年出现了 6 次变频器 Control hub 与 PEFF 通讯丢失故障,尤其 2023 年 1 月初至 2 月中旬出现了 10 次变频器 Control hub 与 PEFF 通讯丢失故障,造成运行的设备跳闸,见图 4。图 4 变频器故障报警信息 通过表 1 和图 4 分析发现,发生的故障共性:Control hub 与 PEBB 通讯丢失,造成的后果均为设备跳闸,故障复位后均可启动设备运行。3 原因查找分析 查询固件手册“变频器故障信息表”,“Control hub与PEBB通讯丢失
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